Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Robust post impact vehicle motion control using torque vectoring
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Vehicle Dynamics.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Several statistical studies have suggested that the risk of injury is significantly higher in multiple event accidents (MEAs) than in single event crashes. Improper driving in such scenarios leads to hazardous vehicle heading angles and excessive lateral deviations from thevehicle path, resulting in severe secondary crashes. In these situations, the vehicle becomes highly prone to side impacts and such impacts are more harmful to the occupants since the sides of the vehicle have less crash energy absorbing structures than the front and rear ends.Significant advancements have been made in the area of automotive safety to ensure passenger safety. Active safety systems, in particular, are becoming more advanced by the day with vehicles becoming over actuated with electric propulsion and x-by-wire systems. Keepingthat in mind, in this master thesis a post impact vehicle motion control strategy for an electric vehicle is suggested based on a hierarchical control structure which regulates the lateral deviation of the affected vehicle while maintaining safe heading angles after an impact.Sliding Mode Control (SMC) has been utilized in the higher controller which generates a virtual output used as an input for a lower controller performing torque allocation. The allocation methods were based on optimization, aimed to minimize tire utilization, and anormal force based approach. The performance of the controller was first evaluated with single track and two track model of the vehicle because of their simplicity making them easy to debug and also since they allowed for quick simulations. This was followed with evaluationwith a high fidelity vehicle model in IPG CarMaker for fine tuning the controller. It was observed that the use of SMC strategy to generate virtual yaw moment to be used in torque vectoring for controlling vehicle trajectory post impact proved to be a robust strategymanaging to control the vehicle even in cases of actuator failure. So it can be concluded that the hierarchical control structure with the higher Sliding mode controller, generating a virtual yaw moment, and a lower controller doing torque allocation using a normal force basedstrategy and an optimization approach worked as intended.

Abstract [sv]

Flera statistiska studier har föreslagit att risken för skador är signifikant högre vid flerföljdskollisioner än vid enskilda kollisioner. Felaktig körning i sådana scenarier leder till farliga fordonspositioner och stora avvikelser från fordonets ursprungliga färdriktning, vilket resulterar i svåra sekundära kollisioner. I dessa situationer blir fordonet ofta utsatt för sidokollisioner vilka är mer skadliga för passagerarna, eftersom sidorna på fordonet har mindre energiabsorberande strukturer vid deformation än främre och bakre delarna på fordonet.

Betydande framsteg har gjorts inom området bilsäkerhet för att säkerställa passagerarsäkerheten. Aktiva säkerhetssystem, i synnerhet, blir alltmer avancerade i och med att fordon blir överfakturerade med bland annat elektrisk framdrivning och x-by-wire system. Med tanke på detta föreslås i detta examensarbete en strategisk styrning av fordonets rörelse för ett elfordon baserat på en hierarkisk reglerstruktur som reglerar laterala avdriften hos det drabbade fordonet samtidigt som det upprätthåller säker fordonsriktning efter en kollision.

Sliding Mode Control (SMC) har använts i den högre kontrollenheten som genererar ett virtuell utvärde som används som invärde för en lägre styrenhet som utför momentallokering. Allokeringsmetoderna baserades på optimering, som syftade till att minimera däckutnyttjandet och ett normalkraftsbaserat tillvägagångssätt. Styrenhetens prestanda utvärderades först med en ”singel track model” och en ”two track model” av fordonet på grund av deras enkelhet som gör dem enkla att felsöka och möjliggör snabba simuleringar. Därefter gjordes en utvärdering med en mer detaljerad och komplex fordonsmodell i IPG CarMaker för finjustering av regulatorn. Det observerades att användningen av SMC-strategin för att generera ett virtuellt girmoment för att användas i momentvektoriseringen för reglering av fordonsriktningen efter kollision visade sig vara en robust strategi som klarar av att styra fordonet även i händelse av aktuatorfel. Slutsatsen är att den hierarkiska reglerstrukturen med en högre ”sliding mode controller”, som genererar ett virtuellt girmoment och en lägre styrenhet som utför momentallokeringen med en normalkraftbaserad strategi samt optimering fungerade som det var tänkt.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 46
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2019:036
National Category
Vehicle Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-261209OAI: oai:DiVA.org:kth-261209DiVA, id: diva2:1357296
External cooperation
NEVS
Examiners
Available from: 2019-10-03 Created: 2019-10-03 Last updated: 2019-10-03Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2184 kB)3 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2184 kBChecksum SHA-512
7f4b11bf6acd2ad501a1878f48cdebd8116de49034777c1466b3bc05f8d0b36afdc388f541270878fc45ff9f5f29861d81357e85d6533ea7424bb4442b8a38da
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Vehicle Dynamics
Vehicle Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 3 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 7 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf